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第一篇 机械运动5

第一章 质点的运动5

§1 参照系 质点5

§2 质点的运动方程 位置矢量 位移7

一、质点的运动方程 位置矢量7

二、位移8

§3 速度和加速度10

一、速度10

二、加速度12

一、运动方程17

§4 直线运动17

二、位移18

三、速度19

四、加速度19

五、运动图线 速度图线 加速度图线20

六、直线运动的解法 几种特殊情形21

§5 运动叠加原理 抛射体运动28

一、平抛运动 运动叠加原理28

二、斜抛运动30

§6 匀速圆周运动37

§7 切向加速度和法向加速度38

问题43

习题45

第二章 运动定律49

§1 牛顿运动定律49

§2 单位制和量纲52

一、单位制52

二、量纲54

§3 力 场力和接触力55

一、力55

二、场力和接触力56

一、物体受力分析 隔离体法63

§4 牛顿运动定律的应用63

二、牛顿运动定律在直线运动中的应用65

三、牛顿运动定律在曲线运动中的应用78

§5 惯性系89

§6 非惯性系 惯性力91

一、直线加速运动参照系中的惯性力91

二、匀速转动参照系中的惯性力 惯性离心力97

问题101

习题102

第三章 机械能 机械能守恒定律108

§1 功 功率109

一、功 功的计算109

二、保守力和非保守力114

三、功率116

§2 动能 动能定理117

§3 位能122

§4 功和机械能的关系127

§5 机械能转化与守恒定律 位能曲线131

一、机械能转化与守恒定律131

二、位能曲线135

§6 能量转化与守恒定律143

问题146

习题147

§1 冲量 动量 动量定理151

第四章 动量 动量守恒定律151

§2 动量守恒定律158

§3 碰撞164

一、两球的正碰165

二、两球的二维碰撞171

§4 火箭推进原理174

§5 质心 质心运动定理179

一、质心(质量中心)179

二、质心运动定理182

问题185

习题186

一、平动和转动190

第五章 刚体的转动 动量矩 动量矩守恒定律190

§1 角速度和角加速度190

二、角速度和角加速度192

§2 转动定律197

一、力矩198

二、转动定律199

三、转动惯量201

§3 转动动能定理206

一、转动动能206

二、力矩的功206

三、转动动能定理207

§4 滚动209

§5 动量矩定理216

一、动量矩216

二、动量矩定理217

§6 动量矩守恒定律221

一、质点的动量矩守恒定律221

二、质点系的动量矩守恒定律223

§7 进动227

问题231

习题233

一、力学的相对性原理238

§1 力学的相对性原理 经典力学的时空观238

第六章 狭义相对论基础238

二、伽利略变换 经典力学的时空观239

§2 狭义相对论的基本原理 洛仑兹变换242

一、狭义相对论的基本原理242

二、洛仑兹变换243

§3 狭义相对论的时空观246

一、“同时”的相对性246

二、长度的相对性(“长度缩短”)247

三、时间的相对性(“时间延缓”或“时间变慢”)250

四、速度合成定理252

一、质量和速度的关系式254

§4 狭义相对论动力学的几个关系式254

二、质量和能量的关系式255

三、动量和能量的关系式258

问题262

习题263

第二篇 分子热运动267

第一章 分子运动论267

§1 分子运动论的基础267

一、通常的物质是由分子组成267

二、分子的热运动269

三、分子力271

§2 气体的状态参量273

二、气体的压强274

一、气体的体积274

三、气体的温度275

§3 理想气体状态方程275

一、理想气体状态方程275

二、理想气体状态方程的两个推论278

§4 理想气体的压强公式284

一、理想气体的分子模型284

二、理想气体的压强公式285

§5 理想气体的温度公式290

一、自由度293

§6 能量按自由度均分定理 理想气体的内能293

二、能量按自由度均分定理295

三、理想气体的内能296

§7 麦克斯韦速率分布定律298

一、气体分子速率分布规律298

二、三种统计速率301

三、统计规律与涨落现象307

§8 麦克斯韦速率分布定律的实验证明308

§9 玻耳兹曼能量分布定律311

一、分子在力场中的分布311

二、分子按动能的分布315

三、玻耳兹曼分布316

§10 分子平均每秒碰撞次数 平均自由程317

§11 气体内的迁移现象320

一、内摩擦现象(粘滞现象)320

二、热传导现象325

三、扩散现象327

§12 真空329

一、真空及其用途329

二、真空的获得330

§13 真实气体的分子模型 范德瓦耳斯方程334

一、真实气体的等温线334

二、真实气体的分子模型 范德瓦耳斯方程336

三、范德瓦耳斯方程的等温线和真实气体的等温线341

§14 晶体和液体中粒子的热运动343

一、晶体中粒子的热运动343

二、液体中粒子的热运动346

问题349

习题351

第二章 热力学356

§1 内能 功 热量356

§2 热力学第一定律357

§3 理想气体的等容过程和等压过程 气体的摩尔热容量363

一、理想气体的等容过程363

二、理想气体的等压过程365

三、理想气体的摩尔热容量367

§4 理想气体的等温过程和绝热过程370

一、理想气体的等温过程370

二、理想气体的绝热过程372

§5 节流过程 焦耳-汤姆孙效应379

§6 循环过程 卡诺循环382

一、循环过程382

二、卡诺循环384

三、奥托循环387

四、狄赛尔循环390

一、热力学第二定律391

§7 热力学第二定律391

二、可逆过程与不可逆过程393

三、卡诺定理395

四、热力学第二定律的统计意义398

问题400

习题402

附录Ⅰ 矢量407

附录Ⅱ 国际单位制426

附录Ⅲ 麦克斯韦速率分布定律435

附录Ⅳ 重要物理恒量436

习题答案438